تکنولوژی FDM

Fused Deposition Modeling

تکنولوژی FDM توسط Scott Crump و همسر ایشان در سال 1989 اختراع و ثبت گردید. آقای کرمپ مؤسس شرکت Stratasys Inc. بوده و این شرکت معتبرترین تولید کننده پرینترهای 3 بعدی با تکنولوژی FDM و PolyJet می باشد.
پرینترهای سه بعدی با برند های Fortus، RedEye ، Dimension و Objet محصولات شرکت های زیر مجموعه شرکت Stratasys هستند .
 

از اولین و اقتصادی ترین روشهای نمونه سازی سریع، فناوری FDM است و طیف متنوع و گسترده ای از نیازهای صنایع را پاسخگو می باشد.
در تکنولوژی FDM ماده اولیه که به صورت مفتول پلاستیک است وارد Head دستگاه شده و پس از گرم شدن و رسیدن به دمای ذوب به شکل خمیری در آمده و از نازلی که قطر آن عموما"  0/4 میلیمترمی باشد اکسترود می شود . با حرکت Head در جهات X و Y مقطع قطعه روی میز ایجاد شده و به همین روال با ایجاد لایه ها بر روی یکدیگر قطعه تکمیل می شود.
 

 امروزه انواع مختلف مواد پلاستیکی در دستگاه های نمونه سازی سریع با تکنولوژی FDM به شکل فیلامنتهای با قطر 1/75 ، 2 و 3 میلیمتر  در دسترس می باشند . رایج ترین مواد مورد مصرف در تکنولوژی FDM عبارتند از :

• ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)
• PLA (Poly Lactic Acid )

البته ABS ها و PLA ها خود شامل انواع بسیاری هستند که برخی از آن ها عبارتند از:

• PLA Metal (Aluminum , Copper , Bronze )
• PLA Wood
• PLA Flexible
• ABS HIPS
 

مواد مورد استفاده در چاپگر سه بعدی معمولاً در دو جنس متفاوت برای قطعه اصلی (Model Material) و تکیه گاه (Support Material) عرضه می شوند. پس از ساخت قطعه توسط دستگاه، مواد تکیه گاهی از قطعه ساخته شده جدا می شوند .
مواد تکیه گاهی به دو شکل جدا شونده (Breakable) و قابل حل در محلول (Soluble) می باشند و متناسب با نوع دستگاه انتخاب می شوند . همچنین مواد اصلی (Model Material) در رنگهای مختلف از جمله سیاه، سفید ، قرمز ، آبی ، سبز ، زرد، خاکستری، عاجی ، سفید و ... تولید می شوند.
همچنین فیلامنت هایی از جنس های Polycarbonate ، PVA ، POM ، PET-G ، Nylon ، Carbon Fiber و .... وجود دارند که البته دارای کاربردهای خاص می باشند .

ابعاد بهینه میز پرینترهای سه بعدی تولید شده توسط معتبرترین شرکت ها در تکنولوژی FDM حداکثر 25×25 سانتیمتر می باشد و جهت ساخت قطعات بزرگتر قطعات به شکل چند تکه ساخته شده و سپس به هم متصل می شوند .

سپر خودرو در اندازه واقعی پرینت شده در شرکت آرکا

بدیهی است هنگام پرینت سه بعدی، می توان قطعه را در جهات مختلف بر روی میز کار جانمایی کرد . موقعیت قطعه براساس صافی سطح، استحکام، نوع عملکرد، جزئیات موجود در طراحی قطعه و .... تعیین می شود . در هر صورت میزان مصرف support material و زمان ساخت قطعه در چاپ 3 بعدی کاملاً تابع نحوه قرارگیری قطعه بر روی میز کار است.

زمانی که قطعه به طور کامل ساخته شد ، آن را از میز کار جدا کرده و مواد تکیه گاهی (support material) از آن جدا می گردد ( به طور فیزیکی به کمک ابزار و یا حل کردن در محلول) . پس از پاک شدن قطعه از مواد تکیه گاهی ، قطعه نهایی بدون نیاز به finishing قابل استفاده است ولی در هر صورت قطعات ساخته شده با تکنولوژی FDM قابلیت سمباده کاری، رنگ کاری، سوراخ کاری و ماشین کاری را دارند، لذا کیفیت سطح قطعه را با پرداخت سطحی می توان بالا برد .
فن آوری FDM از جمله فن آوری های انگشت شمار به کار رفته در پرینتر های سه بعدی است که قطعات پرینت سه بعدی شده با آن دارای قابلیت عملکرد بوده و برای تست عملکرد مجموعه ها می تواند مورد استفاده قرار گیرد.